Nicht-isotherme Härtungskinetik von Harzen auf Sojaölbasis: Einfluss von Initiator und reaktivem Verdünnungsmittel
Forschende fanden heraus, dass die Wahl des Initiators die Verarbeitbarkeit und Aushärtungskinetik von AESO-Harzen signifikant beeinflusst, wobei die Aushärtungstemperaturen und die Reaktionsaktivierungsenergie stark von der Zersetzungstemperatur des Initiators abhängen.
Sojaöl wurde aufgrund seines Vorkommens, seiner Erneuerbarkeit und seiner molekularen Gestaltbarkeit als Rohstoff für die Entwicklung von biobasierten Polymeren verwendet, um erdölbasierte Pendants zu ersetzen. Acryliertes epoxidiertes Sojaöl (AESO) ist ein kommerziell erhältliches Produkt und wurde in Beschichtungen, Weichmachern und Verbundwerkstoffen verwendet. Die Aushärtung von AESO-Harzen bezieht sich normalerweise auf die radikalische Polymerisation von C-Doppelbindungen, die eng mit den Arten von Initiatoren und reaktiven Verdünnungsmitteln (RDs) zusammenhängt. In dieser Arbeit wurden die Verarbeitungsparameter und der kinetische Aushärtungsmechanismus von AESO-Harzen auf der Grundlage der Extrapolationsmethode, der Kissinger-, Crane- und Friedman-Gleichungen untersucht und die Einflüsse von Initiatoren und RDs auf die Aushärtung der Harze erforscht.
Veranstaltungstipp: Biobasierte Rohstoffe
In den letzten Jahren ist verstärkt von Lackrohstoffen zu hören, die auf pflanzlichen Rohstoffen basieren und immer neue Anwendungsfelder erschließen. Es gibt inzwischen einen ersten Autolack, der biobasierte Rohstoffe enthält. Von fossilen auf biobasierte Rohstoffe umzusteigen, birgt aber einige Herausforderungen, die gemeistert werden wollen. So müssen erst einmal die richtigen Rohstoffe identifiziert werden – sei es Maisstärke, Palmöl oder bestenfalls sogar sekundäre Pflanzenabfälle -, die nicht in Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion stehen. Auch ist die Chemie der biobasierten Alternativen mitunter anders als bei klassischen fossilen Rohstoffen. Erhalten Sie in unserem FARBE UND LACK Seminar „Biobasierte Rohstoffe“ am 27. November 2024 in Essen Antworten auf die Fragen: Welche Rohstoffe können ganz oder teilweise mit biobasierten Alternativen ersetzt werden, ohne eine konkrete Marktübersicht zu geben? Wie kam man überhaupt auf welche Pflanzen? Wie werden die Rohstoffe hergestellt und heißt biobasiert auch umweltfreundlich?
Die Ergebnisse zeigten, dass die Art der Initiatoren die Verarbeitbarkeit und die Härtungskinetik von AESO-Harzen erheblich beeinflusste und die Härtungstemperaturen und die Reaktionsaktivierungsenergie der Harze stark mit der Zersetzungstemperatur und der Aktivierungsenergie der Initiatoren zusammenhingen. Die Anzahl der C-Doppelbindungen und die Molekülstruktur der RDs haben einen erheblichen Einfluss auf die Aushärtungseigenschaften der Harze. Durch die Zugabe von RDs wurde die Reaktion komplexer und die Aktivierungsenergie hing erheblich vom Grad der C-Doppelbindungsumwandlung ab.
Quelle: Progress in Organic Coatings, Band 188, März 2024, 108178